Российские ученые выяснили, что атомарные ионы, заключенные внутри специальной ловушки, можно использовать для максимально точного моделирования того, как движутся звезды относительно центра Галактики и как меняется ее облик с течением времени. Эти расчеты помогут астрофизикам прояснить историю эволюции Млечного Пути и других галактик, сообщила ТАСС пресс-служба Университета ИТМО.
"Мы можем смоделировать одну физическую систему через другую, то есть моделировать Вселенную, исследовать астрофизические процессы и влиять на них, принимая космообъекты за частицы в ловушке. Так мы сможем воссоздать более-менее реальную космическую систему "на ладони" и получить ответ, почему и как меняется движение звезд относительно центра галактики и как она может трансформироваться", - заявил научный сотрудник Научно-образовательного центра физики наноструктур ИТМО Семен Рудый, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Семен Рудый. Источник: Дмитрий Григорьев / ITMO NEWS
Как отмечают ученые, галактики и другие сложно устроенные объекты космоса представляют собой сложные динамические линейные системы. На языке математики это означает, что мельчайшие изменения в начальных условиях приводят к непредсказуемым результатам, что позволяет точно моделировать их поведение лишь в краткосрочном периоде.
Для более долгосрочных прогнозов астрономы используют различные математические модели, которые позволяют достаточно быстро, но при этом не абсолютно точно просчитать то, как изменится облик галактики и понять, почему это произойдет. Одной из таких моделей является так называемый потенциал Хенона-Хейлеса, который был разработан в 1964 году американскими астрономами Мишелем Эноном и Карлом Хайлесом для моделирования движения звезд вокруг центра галактики.
Ученые выяснили в рамках исследования, поддержанного Российским научным фондом, что схожим образом ведут себя атомарные ионы, помещенные в квадрупольную ловушку, в которой поддерживается необычная конфигурация электрического поля при помощи набора электродов из оксида индия-олова, нанесенных на две стеклянные подложки. В ближайшее время ученые планируют создать подобные структуры и использовать их для максимально точного моделирования процессов в космосе и решения других задач.
"Обычно физические законы, работающие в макромире, не относятся к микромиру и наоборот, потому что атомарные ионы могут вести себя как квантовые объекты. В этом исследовании мы не выходили за рамки классической физики, поэтому можно утверждать, что кажущиеся совершенно разными по природе хаотические системы подчиняются одним и тем же закономерностям и могут воспроизводить друг друга", - подытожил старший научный сотрудник Научно-образовательного центра физики наноструктур ИТМО Дмитрий Щербинин, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
